主要内容

使用Peltier装置作为热电冷却器

这个例子显示了一个Peltier设备在冷却模式下工作,热侧温度为50℃。在冷却模式下,Peltier电池的性能系数(COP)等于通过热电冷却器(TEC)传递的总热量除以电输入功率,COP = Qc/Pin。

第一个子图显示了几个温差下的COP作为电流的函数。可以看出,对于相同的电流值,温差越大,其COP值越小。这是因为在较高的温差下,从热的一侧到冷的一侧的自然热传导往往更大。

连接到Peltier模块热侧的温度源可以代表一个理想的散热片。也就是说,一个能够在不增加热侧温度的情况下耗散无限大热量的接收器。这种表示法给了我们一个很好的COP和冷却流动曲线的近似。

第二张图显示了热流随输入电流的变化。随着电流的增加,从冷侧提取的热量增加,直到达到最大值。在这个峰值之后,由于焦耳加热,电流的增加导致冷却流的减少。

最后一幅图显示了在每个温差下使COP值最大化的工作电流。当选择TEC控制器输出电流时,这个最佳工作点提供了有用的信息。

该模型中使用的Peltier块定义如下:

  • 塞贝克系数= 220e-6 V/K;

  • 内阻= 0.02欧姆;

  • 热导= 1.5e-3 W/K。

模型

模拟结果来自Simscape日志

下图显示了在不同的温差下Peltier装置的性能系数和抽热能力对输入电流的结果。